Resolução – UNESP 2018 – Ciências da Natureza – 1ª Fase (continuação 4)

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Questão 81

Define-se a intensidade de uma onda (I) como potência transmitida por unidade de área disposta perpendicularmente à direção de propagação da onda. Porém, essa definição não é adequada para medir nossa percepção de sons, pois nosso sistema auditivo não responde de forma linear à intensidade das ondas incidentes, mas de forma logarítmica. Define-se, então, nível sonoro (β) como $$\beta = 10log\frac{I}{I_{0}}$$, sendo β dado em decibels (dB) e $$I_{0} = 10^{-12}\, W/m^{2}$$. Supondo que uma pessoa, posicionada de forma que a área de $$6,0\cdot 10^{-5}\, m^{2}$$ de um de seus tímpanos esteja perpendicular à direção de propagação da onda, ouça um som contínuo de nível sonoro igual a 60 dB durante 5,0 s, a quantidade de energia que atingiu seu tímpano nesse intervalo de tempo foi (A) $$1,8\cdot 10^{-8}\, J$$. (B) $$3,0\cdot 10^{-12}\, J$$. (C) $$3,0\cdot 10^{-10}\, J$$. (D) $$1,8\cdot 10^{-14}\, J$$. (E) $$6,0\cdot 10^{-9}\, J$$.

Solução:
Precisamos aqui de dois conceitos.

1. Potência: $$P = \frac{E}{t} = \frac{E}{5}$$
2. $$log\frac{x}{y} = log (x) – log (y)$$

A intensidade sonora, nesse caso, será a potência pela área: $$I = \frac{E}{5\cdot 6\cdot 10^{-5}}$$. Substituindo na equação dada pelo enunciado, temos \[60 = 10[log(\frac{E}{30\cdot 10^{-5}}) – log(10^{-12})] \longrightarrow 6 = log(\frac{E}{30\cdot 10^{-5}}) – (-12) \longrightarrow 10^{-6} = \frac{E}{30\cdot 10^{-5}} \longrightarrow E = 3\cdot 10^{-10}\, J\] Resposta: letra C.

Questão 82

Para obter experimentalmente a curva da diferença de potencial U em função da intensidade da corrente elétrica i para uma lâmpada, um aluno montou o circuito a seguir. Colocando entre os pontos A e B resistores com diversos valores de resistência, ele obteve diferentes valores de U e de i para a lâmpada.


Considerando que a bateria de 9,0 V, os aparelhos de medida e os fios de ligação sejam ideais, quando o aluno obteve as medidas U = 5,70 V e i = 0,15 A, a resistência do resistor colocado entre os pontos A e B era de (A) 100 Ω. (B) 33 Ω. (C) 56 Ω. (D) 68 Ω. (E) 22 Ω.

Solução:
A lâmpada, o resistor e o amperímetro estão em série. Portanto a corrente (i = 15 A) é a mesma para os três. O voltímetro mede a voltagem somente da lâmpada. Como a lâmpada e o resistor estão em série, ambos ligados à bateria de 9 V, a voltagem do resistor será 9 – 5,7 = 3,3 V. Agora basta calcular a resistência: \[U = R\cdot i \longrightarrow 3,3 = R\cdot 0,15 R = 22\Omega\] Resposta: letra E.